WO2015185477A1 - Ansteuervorrichtung eines elektromagnetischen aktuators für ein rückhaltemittel - Google Patents

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WO2015185477A1
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Ruediger Karner
Hartmut Schumacher
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention is based on a drive device of an electromagnetic actuator for a retaining means according to the preamble of independent claim 1.
  • DE 101 07 273 A1 discloses a safety device for occupants of a vehicle and a method for controlling the safety device.
  • the safety device comprises at least one airbag filled with a defined amount of gas, a device for supplying the amount of gas to the airbag and a control device for activating the safety device.
  • the current airbag internal pressure is controlled as a function of a vehicle deceleration and the course of the inner airbag pressure over time.
  • the device comprises an electromagnetic actuator and an evaluation and control unit which generates at least one control signal depending on a tripping decision made, which determines the time profile of the activation of the actuator and a drive sequence with at least one activation period in which the actuator is activated, and at least one pause period, in which the actuator is deactivated.
  • the drive device according to the invention of an electromagnetic actuator for a retaining means with the features of independent claim 1 has the advantage that existing ignition output stages for pyrotechnic retaining means for the control of such an electromagnetic actuator can be used tuators or the space requirement and thus the cost of new developing control stages can be minimized by monitoring the power loss in the drive device.
  • the integrated counter which deactivates the electromagnetic actuator upon reaching a predetermined threshold, the risk of thermal overload of the drive device can be reduced significantly in an advantageous manner.
  • the drive device is thermally relieved in the off state of the electromagnetic actuator.
  • Embodiments of the present invention provide a drive device for an electromagnetic actuator for a restraining device with an evaluation and control unit which, depending on a tripping decision, generates at least one control signal which determines the time profile of the actuation of the actuator and a drive sequence with at least one actuation period, in which the actuator is activated, and at least one pause period specifies in which the actuator is deactivated.
  • a protection circuit is provided with a counter which monitors the drive sequence and increases its count during the at least one drive time section and reduces during the at least one pause time section, wherein the protection circuit causes a deactivation of the actuator when the counter reading a predetermined reaches or exceeds the first threshold, and allows a re-activation of the actuator when the count reaches or falls below a predetermined second threshold after reaching or exceeding the first threshold.
  • the first meter reading is greater than the second meter reading.
  • the at least one activation period can correspond to a pulse duration or a retention period.
  • the evaluation and control unit can generate a pulsed actuator current with a first control signal, which activates the actuator. This means that the electromagnetic actuator can be activated with a high, short current pulse.
  • the evaluation and control unit can generate with a second control signal a substantially constant actuator current with a predetermined value, if the pulse-shaped
  • Actuator reaches a predetermined first threshold.
  • the constant actuator current may hold the actuator in the activated state.
  • the electromagnetic actuator with a constant holding current which corresponds to about 10% - 20% of the amplitude of the activation current pulse, can be kept in the activated state.
  • the evaluation and control unit can deactivate the actuator with a third control signal. This means that the electromagnetic actuator can be deactivated by switching off the holding current.
  • the first phase advantageously ensures rapid activation of the electromagnetic actuator.
  • the output stage is controlled with a minimum on resistance or a minimum volume resistance. As a result, the minimum possible power loss is generated in the drive device, since the inductance of the electromagnetic actuator slows the current increase and thus the electromagnetic actuator takes over the power loss.
  • the evaluation and control unit can generate the various actuator currents, for example via two switches, which generate different drive currents for the output stage via two different ohmic resistors, wherein the actuator can be deactivated via a further switch.
  • the implementation via switches allows a simple and inexpensive embodiment of the drive device according to the invention of an electromagnetic actuator for a retaining means.
  • a person skilled in the art can implement other suitable technical solutions for generating different actuator currents instead of the switches, for example different current sources, which are preferably formed by current mirrors, can be used to generate the different actuator currents.
  • the counter can increase the count during the pulse duration with a predetermined first counting stage and during the holding period with a predetermined second counting stage, which is smaller than the first counting stage.
  • the first counting stage may, for example, be dependent on the predetermined first threshold value of the pulse-shaped actuator current.
  • the second counting stage may be dependent on the predetermined value of the constant actuator current.
  • the counter can reduce the count during the pause duration with a predetermined third counting stage.
  • the third counting stage may be dependent, for example, on the thermal resistance and / or on the current temperature of the drive device.
  • the counter is installed to monitor the load of the drive device. The value of the counter, is increased or decreased in a fixed time interval depending on the current phase with predetermined levels.
  • the stage is then automatically switched off.
  • This counter is driven according to the three phases.
  • the first phase the counter is incremented with a high first count level.
  • the second phase the counter is incremented with a smaller second count, with the ratio of the second count to the second count first counting stage preferably corresponds to the ratio of the constant holding current to the amplitude of the activation pulse current.
  • the first counting stage in the first phase may have a value of 20, so that the second counting stage in the second phase has a value of 2, when the holding current has a value of approximately 10% of the amplitude of the activation pulse current.
  • the third counting stage is selected to reduce the meter reading according to the possible thermal heat dissipation.
  • the magnetic actuator can be designed as a solenoid valve, via which a designed as an airbag retaining means can be filled with a cold gas.
  • the number of drive periods and pause periods within a predetermined period of time may be dictated by the desired amount of air bag per unit time.
  • a permissible sequence of filling and pause times depending on the design of the power amplifier with a certain number of filling and pause times within a certain period of time is specified.
  • Fig. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of a drive device according to the invention of a magnetic actuator for a retaining means.
  • FIG. 2 shows the course of an actuator current generated by the drive device according to the invention according to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows the course of the counter reading of a counter for the inventive drive device according to FIG. 1.
  • the illustrated exemplary embodiment of a drive device 1 according to the invention of an electromagnetic actuator 9 for a retaining means comprises an evaluation and control unit 5 which, depending on a triggering decision made, comprises at least one control signal SRI, S R2 , S 0 ff generates, which determines the timing of the activation of the actuator 9 and a drive sequence with at least one drive time t
  • a protection circuit 10 is provided with a counter 7 which monitors the activation sequence and increases its count Z during the at least one activation time period ti, t H i, t H 2, t H 3, t H4 and during the at least one pause time interval t P i, t P2 , t P3 , t P4 reduced.
  • the protection circuit 10 effects a deactivation of the actuator 9 when the counter reading Z reaches or exceeds a predetermined first threshold value ZS1, and enables a renewed activation of the actuator 9 if the counter reading Z reaches or exceeds the first threshold value ZS1 a predetermined second Threshold ZS2 reached or falls below, the first count ZSl is greater than the second count ZS2.
  • the at least one activation period corresponds to a pulse duration t
  • the evaluation and control unit 5 closes with a first control signal S Ri a first switch Sl and generates via a first resistor Rl in conjunction with another resistor R3 and a supply voltage U B in a first phase, a pulse-shaped actuator current l A , in one Amplifier 3, which activates the electromagnetic actuator 9.
  • the first control signal S Ri is applied to a first input ZI of the counter 7.
  • the evaluation and control unit 5 includes a second switch S2 with a second control signal S R2 and generates in a second phase via a second resistor R2 in conjunction with the further resistor R3 and the supply voltage U B a substantially constant actuator current I A with a predetermined value I H in the output stage 3 when the pulse-shaped actuator current I A has reached a predetermined first threshold value I P.
  • the constant actuator current I A keeps the actuator 9 in the activated state.
  • the second control signal S R2 is applied to a second input Z2 of the counter 7.
  • Control signal S R2 a second counting stage is set, which uses the counter 7 to increase the count Z.
  • the evaluation and control unit 5 opens a third switch S3 with a third control signal S 0 ff and deactivates the third
  • Actuator 9 in a third phase the third control signal S 0 ff is applied to a third input Z3 of the counter 7.
  • a third counting stage is set, which uses the counter 7 to reduce the count Z.
  • the counter 7 is installed to monitor the load of the drive device.
  • the count Z of the counter 7 is increased or decreased in dependence on the current phase with the associated counting stage in a fixed time interval.
  • a predetermined first threshold value ZS1 which represents a switch-off threshold
  • the output stage 3 is then automatically switched off. If, after switching off the output stage 3 and the electromagnetic actuator 9, the counter reading Z reaches or falls below the second threshold value ZS2, which represents a restart threshold, a renewed activation of the output stage 3 and the electromagnetic actuator 9 is permitted again.
  • the counter 7 increases the count Z in each case during the first phases, which respectively correspond to the pulse duration t
  • the counter 7 increases the value Count Z in each case with a smaller second counting stage.
  • the ratio of the second counting stage to the first counting stage corresponds in the illustrated embodiment to the ratio of the constant holding current I H to the amplitude I P of the activation pulse current.
  • the first counting stage has a value of 20 and the second counting stage has a value of 2 when the
  • Holding current l H has a value of about 10% of the amplitude l P of the activation pulse current.
  • the third counting stage for reducing the count Z is selected according to the possible thermal heat dissipation. In the illustrated embodiment, the third counting stage is selected in dependence on the thermal resistance of the drive device 1. One possible optimization is that the value for the third counting stage for decrementing the counter reading Z per time unit is varied as a function of the current temperature in the drive apparatus.
  • the evaluation and control unit 5 outputs the sequence of the control signals SRI, S R2 , S 0 ff for generating a desired control sequence with at least one drive time interval t
  • the output stage 3 and thus the electromagnetic actuator 9 are switched off when the counter reading Z reaches or exceeds the first threshold value ZS1 which acts as a shutdown threshold.
  • the counter can output by means of an internal comparison a corresponding switch-off signal to the evaluation and control unit 5, which generates and outputs the third control signal S 0 ff in response to the received switch-off signal. If the counter reading Z reaches or falls below the predetermined second threshold value ZS2, which acts as the restart threshold, activation of the output stage 3 and of the electromagnetic actuator 9 is permitted again.
  • the counter can output a corresponding switch-on signal to the evaluation and control unit 5, which in
  • the output of the third control signal S 0 ff terminated.
  • the counter can output only the count Z to the evaluation and control unit 5.
  • the evaluation and control unit 5 then performs the corresponding comparisons with the threshold values ZS1, ZS2.
  • the evaluation and control unit 5 generates the various actuator currents I A via the switches S 1, S 2 and deactivates the actuator 9 via the third switch S 3.
  • Actuator currents implement l A , so for example, different current sources can be used to generate the different actuator currents l A.
  • Embodiments of the drive device 1 according to the invention can be used, for example, for controlling an electromagnetic actuator 9 designed as a solenoid valve, by way of which a restraint means designed as an airbag can be filled with a cold gas.
  • the number of drive time intervals t 1, t H i, t H 2, t H 3, t H4 and the pause time intervals t P i, t P2 , t P3 , t P4 within a predetermined period of, for example, 50 ms can then be dependent on the desired Filling amount of the airbag per unit time can be specified.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ansteuervorrichtung (1) eines elektromagnetischen Aktuators (9) für ein Rückhaltemittel mit einer Auswerte- und Steuereinheit (5), welche ein Steuersignal (SR1, SR2, Soff) erzeugt, welches eine Ansteuersequenz mit Ansteuerzeitabschnitte, in welchem der Aktuator (9) aktiviert ist, und Pausenzeitabschnitte vorgibt, in welchem der Aktuator (9) deaktiviert ist. Erfindungsgemäß ist eine Schutzschaltung (10) mit einem Zähler (7) vorgesehen, welcher die Ansteuersequenz überwacht und seinen Zählerstand (Z) während des mindestens einen Ansteuerzeitabschnitts erhöht und während des mindestens einen Pausenzeitabschnitts reduziert, wobei die Schutzschaltung (10) eine Deaktivierung des Aktuators (9) bewirkt, wenn der Zählerstand (Z) einen vorgegebenen ersten Schwellwert erreicht oder überschreitet, und eine erneute Aktivierung des Aktuators (9) ermöglicht, wenn der Zählerstand (Z) nach Erreichen oder Überschreiten des ersten Schwellwerts einen vorgegebenen zweiten Schwellwert erreicht oder unterschreitet, wobei der erste Zählerstand größer als der zweite Zählerstand ist.

Description

Beschreibung Titel
Ansteuervorrichtung eines elektromagnetischen Aktuators für ein Rückhaltemittel
Die Erfindung geht aus von einer Ansteuervorrichtung eines elektromagnetischen Aktuators für ein Rückhaltemittel nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
In zunehmendem Maße werden immer mehr elektromagnetische Aktuatoren in Rückhaltemitteln für Fahrzeuge verwendet. Sei es zur Aktivierung von Überrollbügeln, Kopfstützen oder als Ventil für Kaltgasgeneratoren. Bei den Ventilen für Kaltgasgeneratoren ist es häufig erforderlich, die korrespondierenden Airbags nicht auf einmal aufzublasen, sondern das Aufblasen der Airbags dem Unfallgeschehen und der zu schützenden Person anzupassen und die Airbags schneller oder langsamer zu füllen. Hierzu wird die Gaszufuhr über einen bestimmten Zeitraum von beispielsweise ca. 50ms mit einer passenden Abfolge von Füll- und Pausenzeiten gesteuert.
Die DE 101 07 273 AI offenbart eine Sicherheitsvorrichtung für Insassen eines Fahrzeugs und ein Verfahren zum Steuern der Sicherheitsvorrichtung. Die Sicherheitsvorrichtung umfasst wenigstens einen mit einer definierten Gasmenge befüllbaren Airbag, eine Einrichtung zum Zuführen der Gasmenge zum Airbag und ein Steuergerät zum Aktivieren der Sicherheitsvorrichtung. Hierbei wird der aktuelle Airbaginnendruck in Abhängigkeit einer Fahrzeugverzögerung und des Verlaufs des Airbaginnendrucks über der Zeit gesteuert.
Aus der DE 103 04 142 AI sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ansteue- rung eines kontinuierlichen Gasgenerators zum Aufblasen eines Airbags bekannt. Hierbei wird der Gasgenerator in Abhängigkeit von einer Verknüpfung von Crashmerkmalen angesteuert. Dabei wird insbesondere eine variable Schwelle in Abhängigkeit von einer Crashschwere und Insassenmerkmalen gebildet. Die Vorrichtung umfasst einen elektromagnetischen Aktuator und eine Auswerte- und Steuereinheit, welche in Abhängigkeit einer getroffenen Auslöseentscheidung mindestens ein Steuersignal erzeugt, welches den zeitlichen Verlauf der An- Steuerung des Aktuators bestimmt und eine Ansteuersequenz mit mindestens einem Ansteuerzeitabschnitt, in welchem der Aktuator aktiviert ist, und mindestens einem Pausenzeitabschnitt vorgibt, in welchem der Aktuator deaktiviert ist.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Ansteuervorrichtung eines elektromagnetischen Aktuators für ein Rückhaltemittel mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass bestehende Zündendstufen für pyrotechnische Rückhaltemittel für die Ansteuerung eines solchen elektromagnetischen Ak- tuators verwendet werden können bzw. der Flächenbedarf und somit die Kosten für neu zu entwickelnde Ansteuerstufen durch die Überwachung der Verlustleistung in der Ansteuervorrichtung minimiert werden kann. Durch den integrierten Zähler, welcher den elektromagnetischen Aktuator bei Erreichen eines vorgegebenen Schwellwerts deaktiviert, kann die Gefahr einer thermischen Überlastung der Ansteuervorrichtung in vorteilhafter Weise deutlich reduziert werden. Zudem wird die Ansteuervorrichtung im ausgeschalteten Zustand des elektromagnetischen Aktuators thermisch entlastet.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Ansteuervorrichtung eines elektromagnetischen Aktuators für ein Rückhaltemittel mit einer Auswerte- und Steuereinheit zur Verfügung, welche in Abhängigkeit einer getroffenen Auslöseentscheidung mindestens ein Steuersignal erzeugt, welches den zeitlichen Verlauf der Ansteuerung des Aktuators bestimmt und eine Ansteuersequenz mit mindestens einem Ansteuerzeitabschnitt, in welchem der Aktuator aktiviert ist, und mindestens einem Pausenzeitabschnitt vorgibt, in welchem der Aktuator deaktiviert ist. Erfindungsgemäß ist eine Schutzschaltung mit einem Zähler vorgesehen, welcher die Ansteuersequenz überwacht und seinen Zählerstand während des mindestens einen Ansteuerzeitabschnitts erhöht und während des mindestens einen Pausenzeitabschnitts reduziert, wobei die Schutzschaltung eine Deaktivierung des Aktuators bewirkt, wenn der Zählerstand einen vorgegebenen ersten Schwellwert erreicht oder überschreitet, und eine erneute Aktivierung des Aktuators ermöglicht, wenn der Zählerstand nach Erreichen oder Überschreiten des ersten Schwellwerts einen vorgegebenen zweiten Schwellwert erreicht oder unterschreitet. Hierbei ist der erste Zählerstand größer als der zweite Zähler- stand.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Ansteuervorrichtung eines magnetischen Aktuators für ein Rückhaltemittel möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass der mindestens eine Ansteuerzeitabschnitt einer Impulsdauer oder einer Haltezeitdauer entsprechen kann. Dadurch ist eine An- steuerung der magnetischen Aktuatoren in drei Phasen möglich. In einer ersten Phase kann die Auswerte- und Steuereinheit mit einem ersten Steuersignal einen impulsförmigen Aktuatorstrom erzeugen, welcher den Aktuator aktiviert. Das bedeutet, dass der elektromagnetische Aktuator mit einem hohen, kurzen Stromimpuls aktiviert werden kann. In einer zweiten Phase kann die Auswerte- und Steuereinheit mit einem zweiten Steuersignal einen im Wesentlichen konstanten Aktuatorstrom mit einem vorgegebenen Wert erzeugen, wenn der impulsförmige
Aktuatorstrom einen vorgegebenen ersten Schwellwert erreicht. Der konstante Aktuatorstrom kann den Aktuator im aktivierten Zustand halten. Das bedeutet, dass der elektromagnetische Aktuator mit einem konstanten Haltestrom, welcher etwa ca. 10% - 20% der Amplitude des Aktivierungsstromimpulses entspricht, im aktivierten Zustand gehalten werden kann. In einer dritten Phase kann die Auswerte- und Steuereinheit mit einem dritten Steuersignal den Aktuator deaktivieren. Das bedeutet, dass der elektromagnetische Aktuator durch Abschaltung des Haltestrom deaktiviert werden kann. Durch die erste Phase kann in vorteilhafte Weise eine schnelle Aktivierung des elektromagnetischen Aktuators sicherge- stellt werden. Die Endstufe wird mit einem minimalen Einschaltwiderstand bzw. einem minimalen Durchgangswiderstand durchgesteuert. Dadurch wird die minimal mögliche Verlustleistung in der Ansteuervorrichtung erzeugt, da die Induktivität des elektromagnetischen Aktuators den Stromanstieg bremst und somit übernimmt der elektromagnetische Aktuator die Verlustleistung. Bei Erreichen eines definierten Stromschwellwerts wird auf die zweite Phase umgeschaltet, welche eine energiesparende Beibehaltung des gewünschten aktivierten Zustands des elektromagnetischen Aktuators repräsentiert. Dies geschieht durch eine Strombegrenzung der Endstufe auf den Haltestrom des elektromagnetischen Aktuators. In der dritten Phase wird der elektromagnetische Aktuator abgeschaltet, um die Ansteuervorrichtung thermisch zu entlasten. Die Auswerte- und Steuereinheit kann die verschiedenen Aktuatorströme beispielsweise über zwei Schalter erzeugen, welche über zwei verschiedene ohmsche Widerstände unterschiedliche Ansteuerströme für die Endstufe erzeugen, wobei der Aktuator über einen weiteren Schalter deaktiviert werden kann. Die Umsetzung über Schalter ermöglicht eine einfache und kostengünstige Ausführung der erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung eines elektromagnetischen Aktuators für ein Rückhaltemittel. Selbstverständlich kann ein Fachmann anstatt der Schalter andere geeignete technische Lösungen zur Erzeugung von verschiedenen Aktuatorströmen umsetzen, so können beispielsweise auch unterschiedliche Stromquellen, welche vorzugs- weise durch Stromspiegel gebildet werden, eingesetzt werden, um die verschiedenen Aktuatorströme zu erzeugen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung kann der Zähler den Zählerstand während der Impulsdauer mit einer vorge- gebenen ersten Zählstufe und während der Haltedauer mit einer vorgegebenen zweiten Zählstufe erhöhen, welche kleiner als die erste Zählstufe ist. Die erste Zählstufe kann beispielsweise vom vorgegebenen ersten Schwellwert des im- pulsförmigen Aktuatorstroms abhängig sein. Die zweite Zählstufe kann vom vorgegebenen Wert des konstanten Aktuatorstroms abhängig sein. Des Weiteren kann der Zähler den Zählerstand während der Pausendauer mit einer vorgegebenen dritten Zählstufe reduzieren. Die dritte Zählstufe kann beispielsweise vom thermischen Widerstand und/oder von der aktuellen Temperatur der Ansteuervorrichtung abhängig sein. Der Zähler ist zur Überwachung der Belastung der Ansteuervorrichtung eingebaut. Der Wert des Zählers, wird in Abhängigkeit von der aktuellen Phase mit vorgegebenen Stufen, in einem festen Zeitintervall erhöht oder abgesenkt. Bei Erreichen eines bestimmten Endwertes wird die Stufe dann automatisch abgeschaltet. Dieser Zähler wird entsprechend der drei Phasen angesteuert. Während der ersten Phase wird der Zähler mit einer hohen ersten Zählstufe erhöht. Während der zweiten Phase wird der Zähler mit einer klei- neren zweite Zählstufe erhöht, wobei das Verhältnis der zweiten Zählstufe zur ersten Zählstufe vorzugsweise dem Verhältnis des konstanten Haltestroms zur Amplitude des Aktivierungsimpulsstroms entspricht. So kann die erste Zählstufe in der ersten Phase beispielsweise einen Wert von 20 aufweisen, so dass die zweite Zählstufe in der zweiten Phase einen Wert von 2 aufweist, wenn der Haltestrom einem Wert von ca. 10% der Amplitude des Aktivierungsimpulsstroms aufweist. Während der dritten Phase wird die dritte Zählstufe zur Reduzierung des Zählerstands entsprechend der möglichen thermischen Entwärmung gewählt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ansteuervorrich- tung kann der magnetische Aktuator als Magnetventil ausgeführt werden, über welches ein als Airbag ausgeführtes Rückhaltemittel mit einem Kaltgas befüllbar ist. Die Anzahl der Ansteuerzeitabschnitte und der Pausenzeitabschnitte innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums kann in Abhängigkeit von der gewünschten Füllmenge des Airbags pro Zeiteinheit vorgeben werden. Um den Airbag mit der gewünschten Füllmenge pro Zeiteinheit aufzublasen, wird eine zulässige Sequenz von Füllungs- und Pausenzeiten in Abhängigkeit von der Auslegung der Endstufe mit einer bestimmten Anzahl von Füllungs- und Pausenzeiten innerhalb eines bestimmten Zeitraumes vorgegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung eines magnetischen Aktuators für ein Rückhaltemittel.
Fig. 2 zeigt den Verlauf eines mit der erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung gemäß Fig. 1 erzeugten Aktuatorstroms. Fig. 3 zeigt den Verlauf des Zählerstandes eines Zählers für die erfindungsge- mäße Ansteuervorrichtung gemäß Fig. 1.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung 1 eines elektromagnetischen Ak- tuators 9 für ein nicht näher dargestelltes Rückhaltemittel eine Auswerte- und Steuereinheit 5, welche in Abhängigkeit einer getroffenen Auslöseentscheidung mindestens ein Steuersignal SRI, SR2, S0ff erzeugt, welches den zeitlichen Verlauf der Ansteuerung des Aktuators 9 bestimmt und eine Ansteuersequenz mit mindestens einem Ansteuerzeitabschnitt t|, tHi, tH2, tH3, tH4, in welchem der Aktuator 9 aktiviert ist, und mindestens einem Pausenzeitabschnitt tPi, tP2, tP3, tP4 vorgibt, in welchem der Aktuator 9 deaktiviert ist. Erfindungsgemäß ist eine Schutzschal- tung 10 mit einem Zähler 7 vorgesehen, welcher die Ansteuersequenz überwacht und seinen Zählerstand Z während des mindestens einen Ansteuerzeitabschnitts ti, tHi, tH2, tH3, tH4 erhöht und während des mindestens einen Pausenzeitabschnitts tPi, tP2, tP3, tP4 reduziert. Hierbei bewirkt die Schutzschaltung 10 eine Deaktivie- rung des Aktuators 9, wenn der Zählerstand Z einen vorgegebenen ersten Schwellwert ZSl erreicht oder überschreitet, und ermöglicht eine erneute Aktivierung des Aktuators 9, wenn der Zählerstand Z nach Erreichen oder Überschreiten des ersten Schwellwerts ZSl einen vorgegebenen zweiten Schwellwert ZS2 erreicht oder unterschreitet, wobei der erste Zählerstand ZSl größer als der zweite Zählerstand ZS2 ist.
Wie aus Fig. 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, entspricht der mindestens eine Ansteuerzeitabschnitt einer Impulsdauer t| oder einer Haltezeitdauer tHi, tH2, tH3, tH4. Die Auswerte- und Steuereinheit 5 schließt mit einem ersten Steuersignal SRi einen ersten Schalter Sl und erzeugt über einen ersten Widerstand Rl in Verbin- dung mit einem weiteren Widerstand R3 und einer Versorgungsspannung UB in einer ersten Phase einen impulsförmigen Aktuatorstrom lA, in einer Endstufe 3, welche den elektromagnetischen Aktuator 9 aktiviert. Gleichzeitig liegt das erste Steuersignal SRi an einem ersten Eingang ZI des Zählers 7 an. Durch das am ersten Eingang ZI anliegende Steuersignal SRi wird eine erste Zählstufe einge- stellt, welche der Zähler 7 zum Erhöhen des Zählerstands Z verwendet. Wie aus Fig. 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, schließt die Auswerte- und Steuereinheit 5 mit einem zweiten Steuersignal SR2 einen zweiten Schalter S2 und erzeugt über einen zweiten Widerstand R2 in Verbindung mit dem weiteren Widerstand R3 und der Versorgungsspannung UB in einerzweiten Phase einen im Wesentlichen konstanten Aktuatorstrom lA mit einem vorgegebenen Wert lH in der Endstufe 3, wenn der impulsförmige Aktuatorstrom lA einen vorgegebenen ersten Schwellwert lP erreicht hat. Der konstante Aktuatorstrom lA hält den Aktuator 9 im aktivierten Zustand. Gleichzeitig liegt das zweite Steuersignal SR2 an einem zwei- ten Eingang Z2 des Zählers 7 an. Durch das am zweiten Eingang Z2 anliegende
Steuersignal SR2 wird eine zweite Zählstufe eingestellt, welche der Zähler 7 zum Erhöhen des Zählerstands Z verwendet.
Wie aus Fig. 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, öffnet die Auswerte- und Steuereinheit 5 mit einem dritten Steuersignal S0ff einen dritten Schalter S3 und deaktiviert den
Aktuator 9 in einer dritten Phase. Gleichzeitig liegt das dritte Steuersignal S0ff an einem dritten Eingang Z3 des Zählers 7 an. Durch das am dritten Eingang Z3 anliegende Steuersignal S0ff wird eine dritte Zählstufe eingestellt, welche der Zähler 7 zum Reduzieren des Zählerstands Z verwendet.
Der Zähler 7 ist zur Überwachung der Belastung der Ansteuervorrichtung eingebaut. Der Zählerstand Z des Zählers 7 wird in Abhängigkeit der aktuellen Phase mit der zugehörigen Zählstufe in einem festen Zeitintervall erhöht oder abgesenkt. Bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen ersten Schwell- werts ZS1, welcher eine Abschaltschwelle repräsentiert, wird die Endstufe 3 dann automatisch abgeschaltet. Erreicht oder unterschreitet der Zählerstand Z nach dem Abschalten der Endstufe 3 und des elektromagnetischen Aktuators 9 den zweiten Schwellwert ZS2, welcher eine Wiedereinschaltschwelle repräsentiert, dann wird ein erneutes Aktivieren der Endstufe 3 und des elektromagneti- sehen Aktuators 9 wieder zugelassen.
Wie aus Fig. 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, erhöht der Zähler 7 den Zählerstand Z jeweils während den ersten Phasen, welche jeweils der Impulsdauer t| entsprechen, mit einer hohen ersten Zählstufe. Während den zweiten Phasen, welche jeweils einer Haltezeitdauer tHi, tH2, tH3, tH4 entsprechen, erhöht der Zähler 7 den Zählerstand Z jeweils mit einer kleineren zweiten Zählstufe. Das Verhältnis der zweiten Zählstufe zur ersten Zählstufe entspricht im dargestellten Ausführungsbeispiel dem Verhältnis des konstanten Haltestroms lH zur Amplitude lP des Aktivierungsimpulsstroms. Somit weist die erste Zählstufe beispielsweise einen Wert von 20 auf und die zweite Zählstufe weist dann einen Wert von 2 auf, wenn der
Haltestrom lH einem Wert von ca. 10% der Amplitude lP des Aktivierungsimpulsstroms aufweist. Die dritte Zählstufe zur Reduzierung des Zählerstands Z wird entsprechend der möglichen thermischen Entwärmung gewählt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die dritte Zählstufe in Abhängigkeit vom thermischen Widerstand der Ansteuervorrichtung 1 gewählt. Eine mögliche Optimierung besteht darin, dass der Wert für die dritte Zählstufe zum Dekrementieren des Zählerstandes Z pro Zeiteinheit in Abhängigkeit der aktuellen Temperatur in der Ansteuervorrichtung variiert wird. Die Auswerte- und Steuereinheit 5 gibt die Sequenz der Steuersignale SRI, SR2, S0ff zur Erzeugung einer gewünschten An- steuersequenz mit mindestens einem Ansteuerzeitabschnitt t|, tHi, tH2, tH3, tH4, in welchem der Aktuator 9 aktiviert ist, und mindestens einem Pausenzeitabschnitt tpi, tP2, tP3, tP4 im dargestellten Ausführungsbeispiel in Reaktion auf ein externes Steuersignal Sext aus. Wie aus Fig. 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, werden die Endstufe 3 und damit der elektromagnetische Aktuator 9 ausgeschaltet, wenn der Zählerstand Z den als Abschaltschwelle wirkenden ersten Schwellwert ZS1 erreicht oder überschreitet. Hierbei kann der Zähler durch einen internen Vergleich ein entsprechendes Abschaltsignal an die Auswerte- und Steuereinheit 5 ausgeben, welche in Reaktion auf das empfangene Abschaltsignal das dritte Steuersignal S0ff erzeugt und ausgibt. Erreicht oder unterschreitet der Zählerstand Z den vorgegebenen als Wie- dereinschaltschwelle wirkenden zweiten Schwellwert ZS2, dann wird ein Aktivieren der Endstufe 3 und des elektromagnetischen Aktuators 9 wieder zugelassen. Hierbei kann der Zähler durch einen internen Vergleich ein entsprechendes Wie- dereinschaltsignal an die Auswerte- und Steuereinheit 5 ausgeben, welche in
Reaktion auf das empfangene Wiedereinschaltsignal die Ausgabe des dritten Steuersignals S0ff beendet. Alternativ kann der Zähler nur den Zählerstand Z an die Auswerte- und Steuereinheit 5 ausgeben. Die Auswerte- und Steuereinheit 5 führt dann die entsprechenden Vergleiche mit den Schwellwerten ZS1, ZS2 durch. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erzeugt die Auswerte- und Steuereinheit 5 die verschiedenen Aktuatorströme lA über die Schalter Sl, S2 und deaktiviert den Aktuator 9 über den dritten Schalter S3. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache und kostengünstige Umsetzung der erfindungsgemäßen Ansteuer- vorrichtung 1 eines elektromagnetischen Aktuators 9 für ein Rückhaltemittel. Selbstverständlich kann ein Fachmann anstatt der Schalter Sl, S2, S3 andere geeignete technische Lösungen zur Erzeugung von verschiedenen
Aktuatorströmen lA umsetzen, so können beispielsweise auch unterschiedliche Stromquellen eingesetzt werden, um die verschiedenen Aktuatorströme lA zu erzeugen.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung 1 können beispielsweise zur Ansteuerung eines als Magnetventil ausgeführten elektromagnetischen Aktuators 9 verwendet werden, über welchen ein als Airbag ausgeführtes Rückhaltemittel mit einem Kaltgas befüllt werden kann. Die Anzahl der Ansteuerzeitabschnitte t|, tHi, tH2, tH3, tH4 und der Pausenzeitabschnitte tPi, tP2, tP3, tP4 innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums von beispielsweise 50ms können dann in Abhängigkeit von der gewünschten Füllmenge des Airbags pro Zeiteinheit vorgegeben werden.

Claims

Ansprüche
1. Ansteuervorrichtung eines elektromagnetischen Aktuators für ein Rückhaltemittel mit einer Auswerte- und Steuereinheit (5), welche in Abhängigkeit einer getroffenen Auslöseentscheidung mindestens ein Steuersignal (SRI, SR2, S0ff) erzeugt, welches den zeitlichen Verlauf der An- steuerung des Aktuators (9) bestimmt und eine Ansteuersequenz mit mindestens einem Ansteuerzeitabschnitt (t|, tHi, tH2, tH3, tH4), in welchem der Aktuator (9) aktiviert ist, und mindestens einem Pausenzeitabschnitt (tpi, tp2, tp3, tp4) vorgibt, in welchem der Aktuator (9) deaktiviert ist, gekennzeichnet durch eine Schutzschaltung (10) mit einem Zähler (7), welcher die Ansteuersequenz überwacht und seinen Zählerstand (Z) während des mindestens einen Ansteuerzeitabschnitts (t|, tHi, tH2, tH3, tH4) erhöht und während des mindestens einen Pausenzeitabschnitts (tPi, tP2, tp3, tP4) reduziert, wobei die Schutzschaltung (10) eine Deaktivierung des Aktuators (9) bewirkt, wenn der Zählerstand (Z) einen vorgegebenen ersten Schwellwert (ZSl) erreicht oder überschreitet, und eine erneute Aktivierung des Aktuators (9) ermöglicht, wenn der Zählerstand (Z) nach Erreichen oder Überschreiten des ersten Schwellwerts (ZSl) einen vorgegebenen zweiten Schwellwert (ZS2) erreicht oder unterschreitet, wobei der erste Zählerstand (ZSl) größer als der zweite Zählerstand (ZS2) ist.
2. Ansteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ansteuerzeitabschnitt einer Impulsdauer (t|) oder einer Haltezeitdauer (tHi, tH2, tH3, tH4) entspricht.
3. Ansteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (5) mit einem ersten Steuersignal (SRI) einen impulsförmigen Aktuatorstrom (I/ erzeugt, welcher den Aktuator (9) aktiviert. Ansteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (5) mit einem zweiten Steuersignal (SR2) einen im Wesentlichen konstanten Aktuatorstrom (I/ mit einem vorgegebenen Wert (lH) erzeugt, wenn der impulsförmige Aktuatorstrom (IA) einen vorgegebenen ersten Schwellwert (lP) erreicht, wobei der konstante Aktuatorstrom (IA) den Aktuator (9) im aktivierten Zustand hält.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (5) mit einem dritten Steuersignal (S0ff) den Aktuator (9) deaktiviert.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (7) den Zählerstand (Z) während der Impulsdauer (t|) mit einer vorgegebenen ersten Zählstufe und während der Haltedauer (tH) mit einer vorgegebenen zweiten Zählstufe erhöht, welche kleiner als die erste Zählstufe ist.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zählstufe vom vorgegebenen ersten Schwellwert (lP) des im- pulsförmigen Aktuatorstroms (IA) und die zweite Zählstufe vom vorgegebenen Wert (lH) des konstanten Aktuatorstroms (lA) abhängig ist.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (7) den Zählerstand (Z) während der Pausendauer (tPi, tP2, tP3, tP4) mit einer dritten Zählstufe reduziert.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Zählstufe vom thermischen Widerstand und/oder von der aktuellen Temperatur der Ansteuervorrichtung (1) abhängig ist.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Aktuator (9) als Magnetventil ausgeführt ist, über welches ein als Airbag ausgeführtes Rückhaltemittel mit einem Kaltgas befüllbar ist, wobei die Anzahl der Ansteuerzeitabschnitte (ti, tHi, tH2, tH3, tH4) und der Pausenzeitabschnitte (tPi, tP2, tP3, tP4) innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums in Abhängigkeit von der gewünschten Füllmenge des Airbags pro Zeiteinheit vorgebbar ist.
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